Wenn Astronomen zum Beispiel einen „Planeten“ fotografieren, der sich in unmittelbarer Nähe eines bestimmten Sterns befindet, dann könnte dieser „Planet“ eigentlich nur ein weiterer „Stern“ im Hintergrund sein, der viele Lichtjahre entfernt ist.
Vielleicht ist es nur zufällig auf dem Foto zu sehen.
Wie können Astronomen feststellen, ob dies tatsächlich ein Planet ist, der diesen Stern umkreist, oder nur ein weiterer Stern, der viele Lichtjahre entfernt ist?
Eine gängige Methode zum Auffinden von Planeten, die Sterne umkreisen, ist beispielsweise die Transitmethode. Das heißt, wir können beobachten, wie der Stern langsam an Helligkeit abnimmt und dann wieder auf normal zunimmt. Dies sagt den Astronomen im Grunde, dass dies ein Planet sein muss.
Aber woher wissen Astronomen, dass dies nicht nur der „vordere Stern“ ist, der einen Stern „im Hintergrund“ durchquert?
Ich denke, diese Frage besteht aus zwei Teilen: Woher wissen wir, dass das Transitobjekt ein Planet ist, und woher wissen wir, dass es gravitativ an den Mutterstern gebunden ist und nicht an einen Eindringling?
Wenn das Objekt tatsächlich einen Stern umkreist, sollten wir periodische Transite sehen. Wenn ein Kandidatentransit beobachtet wird, sollten Folgebeobachtungen ihn auch beobachten können. Das Fehlen einer weiteren Bestätigung wäre ein Schlag gegen die Idee, dass das Objekt tatsächlich gebunden ist. Ein weiteres nützliches Werkzeug ist hier die Spektroskopie. Wenn der Körper umkreist, sollte er die Bewegung des Muttersterns beeinflussen, da sie den gemeinsamen Massenmittelpunkt umkreisen. Dies bedeutet, dass sich die Bewegung des Sterns in Bezug auf einen Beobachter im Laufe der Zeit ändert, was zu einer Doppler-Verschiebung in seinem Licht führt. Diese Verschiebung kann über die gesamte Umlaufbahn des Körpers gemessen werden. Wenn eine periodische Verschiebung beobachtet wird – mit der gleichen Periode wie die Transite – dann haben wir einen weiteren Beweis für einen Exoplaneten.
Nun können die Lichtkurven von vorbeiziehenden Exoplaneten denen von verdunkelnden Doppelsternen ähneln – Doppelsternen, bei denen die Umlaufebene der Komponenten mit der Sichtlinie des Beobachters ausgerichtet ist. Ein paar Schlüsselelemente können Astronomen helfen, zwischen den beiden zu unterscheiden:
Kurz gesagt, eine Bedeckung eines Hintergrundsterns durch einen Eindringling wäre nicht periodisch und nicht mit Dopplerverschiebungen im Spektrum des anderen Sterns verbunden. Die Masse des umkreisenden Körpers – sowie das Vorhandensein oder Fehlen einer signifikanten sekundären Sonnenfinsternis – kann uns dabei helfen, seine Natur zu bestimmen.
Ich möchte darauf hinweisen, dass wir in den letzten zehn Jahren eine Reihe von Exoplaneten direkt abgebildet haben. Beta Pictoris und HR 8799 sind bekannte Beispiele. Damit gibt es natürlich einige Schwierigkeiten; Planeten sind viel weniger leuchtend als ihre Muttersterne, und daher muss das Licht des Zentralsterns während der Beobachtung blockiert werden. Die direkte Abbildung ist nützlich für Planeten in frontalen Umlaufbahnen, bei denen wir fast senkrecht zur Umlaufbahnebene schauen. Diese Exoplaneten werden aus unserer Perspektive natürlich niemals ihre Muttersterne passieren, und daher sind Transitplaneten normalerweise keine direkt abgebildeten Planeten. Darüber hinaus ist die direkte Abbildung auch gut für Planeten in Umlaufbahnen mit großen großen Halbachsen – das sind auch Planeten, die wahrscheinlich von keiner Position aus starke Transite liefern.
ProfRob
Wandernder Fremder
HDE226868
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